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기능성 복합산화물 제조 공정, 1/30 단축 성공

작성자 :
미디어소통팀 hongbo1
I 조회수 :
1256
I 작성일 :
2017.07.13

국내 연구팀이 기능성 복합산화물 제조시간을 기존 공정 대비 1/30로 단축할 수 있는 기술을 독자 개발하는데 성공했다. 한국원자력연구원(원장 하재주)은 신소재개발실 연구팀이 기능성 복합산화물을 획기적으로 빠르게 제조할 수 있는 새로운 공정 기술 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.

기능성 복합산화물 제조 공정,

1/30 단축 성공

 

- 기능성 복합산화물 제조 공정을 획기적으로 개선한 신공정 기술 개발 -

- 세계적 학술지‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports, 네이처 자매지)’게재 -

 

□ 국내 연구팀이 기능성 복합산화물 제조시간을 기존 공정 대비 1/30로 단축할 수 있는 기술을 독자 개발하는데 성공했다.

□ 한국원자력연구원(원장 하재주)은 신소재개발실 연구팀이 기능성 복합산화물을 획기적으로 빠르게 제조할 수 있는 새로운 공정 기술 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.

○ 기능성 복합산화물은 압전성, 초전도성, 강자성 등 전기적, 자기적 특정 기능이 나타나도록 만든 화합물로, 센서, 트랜스듀서, 촉매, 연료전지 등 전자 부품 및 소자의 핵심소재로 다양한 분야에서 활용되고 있다.

 

           ※ 복합산화물(complex oxide) : 산소와 두 개 이상의 서로 다른 원소들을 화학적으로 결합시

                                                 켜 형성한 화합물

           ※ 압전성 : 힘을 가할 때 전력이 발생하거나 전압을 가할 때 힘이 발생하는 성질

           ※ 초전도성 : 저항없이 전기가 흐르는 성질

          ※ 강자성 : 스스로 자기화되어 자석이 될 수 있는 성질

 

 

○ 기존의 복합산화물 제조 공정은 원료 혼합 및 분쇄, 열처리, 성형, 재열처리 과정으로 복잡하게 진행된다. 특히 원료 혼합과 열처리 단계는 30시간 이상의 공정과 850℃ 이상의 정교한 열처리가 필요하다. 때문에, 제조 과정이 복잡할 뿐 아니라 재현성(再現性)과 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.

 

○ 이에 신소재개발실 연구팀은 원료 혼합 및 분쇄 시 가해지는 에너지를 3배 이상 증가시켜, 혼합과 동시에 기계화학적 반응(mechanochemical reaction)을 발생시키는 ‘고에너지 기계화학적 산화물 합성 기술’을 개발했다. 그 결과, 추가 열처리 단계없이 상온에서 1시간 내에 최종 산화물을 안정적으로 합성하는데 성공했다.

 

○ 연구팀 박진주 책임연구원은 “공전, 자전 비율을 고려한 회전율 설계, 높은 원심가속도 구현을 위한 기계적 밸런스, 냉각기술이 공정시간 단축과 재현성 향상의 핵심”이라고 설명했다.

□ 한편, 연구팀을 이끄는 이민구 책임연구원은 이번 기술이 “충분히 상용화가 가능한 수준”이며, 첨단산업에 필수적인 기능성 복합산화물의 “고효율 대량 생산을 통해 국내 부품 소재 산업 활성화에 크게 기여할 것”으로 기대한다고 밝혔다.

○ 이번 연구 결과는 복합 자연과학 분야 세계적 학술지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports, 네이처(Nature) 자매지)’ 온라인판 4월호에 게재됐다.

 

※ 붙임

1. 고에너지 기계화학적 산화물 합성 기술 장비

2. 기능성 복합산화물 사용 예시(기기진단용 진동센서 소재)

3. 사이언티픽 리포트 게재 화면

4. 참고자료(공정개념도)

 

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